1. Conceptos básicos sobre el vapor

    

   1. Terminología relacionada con el vapor

 

Es necesario usar tablas de vapor del estado de saturación para los trabajos de ingeniería en los que se utiliza vapor (denominado en lo sucesivo "Ingeniería de vapor"). Este capítulo explica en primer lugar los términos empleados en las tablas de vapor en estado de saturación y algunos otros términos relacionados.

 

 

• Presión

   

  Es la fuerza que se aplica perpendicularmente a una superficie.

  Como el valor de un Pascal es una unidad tan pequeña, a menudo se utilizan MPa o kPa en el campo de la ingeniería de vapor. (En este documento, esto se expresará en lo sucesivo como “MPa”) kgf/cm2 Además, también se usa a menudo la unidad kgf/cm2 y su relación con Mpa es 1 Pa ＝10.197 (kgf/cm2)

   

  Hay dos tipos de presión: la presión absoluta, donde la referencia (0 MPa) se establece en un vacío total, y la presión manométrica, donde la referencia se establece en la presión atmosférica. La relación entre la presión absoluta y la presión manométrica se ilustra en la siguiente fórmula.

   

  (Presión manométrica)＝(Presión absoluta)－(Presión atmosférica)

   

  La presión manométrica es 0 MPa y la presión absoluta es 0,10133 MPa. La diferencia entre estas presiones es de aproximadamente 0,1 MPa. Para distinguirlas, es habitual agregar a continuación del símbolo de la unidad ‘a’ para la presión absoluta y ‘g’ para la presión manométrica.

• Volumen específico, Peso específico

   

  1kg El volumen por 1 kg de vapor se denomina volumen específico y se expresa como m3/kg. El valor del volumen específico de vapor está determinado básicamente por la presión y la temperatura. Cuando los valores de presión y temperatura cambian, cambia también el volumen específico del vapor. La tasa de cambio en el vapor es mucho mayor que la tasa de cambio en el líquido.

  La masa específica (o densidad) es el recíproco del volumen específico y la unidad que se utiliza es kg/m3.

• Temperatura de saturación

   

  La temperatura aumenta cuando se calienta el agua, pero cuando alcanza cierta temperatura, todo el calor agregado se usa para la evaporación del agua y se genera la misma temperatura que la del vapor. Esta temperatura se llama temperatura de saturación. La temperatura de saturación depende de la presión absoluta del agua. Cuanto mayor sea la presión (o menor), mayor será la temperatura de saturación (o menor).

• Entalpía específica

   

  La entalpía específica se usa a menudo en termodinámica y describe la cantidad de energía por unidad de masa (1 kg) de vapor o agua. En el campo de la ingeniería de vapor en particular, el término generalmente significa cantidad de calor interno. Estas unidades se describen en la tabla de presión de vapor.

   

  ➀. Entalpía específica del agua (h’)

  Se refiere a la cantidad de calor necesaria para calentar 1 kg de agua desde 0° C hasta la temperatura actual, y es sinónimo de calor sensible.

  La entalpía se establece en 0 (cero) para la temperatura de 0° C. Por lo tanto, describe la cantidad de calor relativa que es fácil de entender sensorialmente.

  A la presión atmosférica, el agua hierve a 100° C, pero se requieren 419 J de potencia calorífica para aumentar la temperatura de 1 kg de agua de 0° C a 100° C. El calor específico del agua 4,19 kJ/kg °C se calcula a partir de este valor.

   

  2. Entalpía específica de la vaporización (r)

  Es la cantidad de calor necesaria para que 1 kg de agua hirviendo se convierta en vapor. La temperatura al mezclar agua y vapor no cambia, y toda la energía se usa para cambiarla de agua a vapor. Es sinónimo de calor de vaporización y calor de evaporación.

   

  3. Entalpía específica del vapor saturado (h")

  Se trata de la energía total que posee el vapor saturado y expresa la suma de la entalpía específica del agua y la de la vaporización como se ilustra en la siguiente fórmula.

   

  h”＝r＋h’

• Calor sensible

   

  El calor para cambiar la temperatura de una sustancia se llama calor sensible. Cuando la sustancia absorbe calor sensible, la temperatura aumenta y cuando la sustancia libera calor sensible, la temperatura desciende. En la mayoría de los casos, el calor sensible significa la cantidad de calor que tiene el agua (líquida) en el campo de la ingeniería de vapor.

• Calor latente

   

  El calor para cambiar la fase de una sustancia se llama calor latente. La temperatura no cambia al absorber o liberar calor latente. El calor latente también se conoce como calor de fusión, calor de evaporación, calor de licuefacción y calor de solidificación. Generalmente, en el campo de la ingeniería de vapor, el calor latente se refiere a la entalpía de evaporación.

• Calor especifico

 

 

El aumento de temperatura que genera una determinada cantidad de energía térmica aplicada a una unidad de masa de una sustancia depende de la sustancia. La cantidad de calor necesaria para elevar 1° C la temperatura de 1 kg de cierta sustancia se llama calor específico de la sustancia y se expresa como kJ/kg °C. El calor específico tiene dos valores. Uno corresponde al volumen constante de sustancias (calor específico a volumen constante) y otro es para la presión constante (calor específico a presión constante). Generalmente, la diferencia entre ellos solo tiene importancia si la sustancia en cuestión es un gas. Por lo tanto, el calor específico del agua que es líquida solo representa 4,19 kJ/kg °C como ya se mencionó en "➀ Entalpía específica del agua (h’)".